[发明专利]数字多用途盘、视频数字光盘兼容双镜头光学头

说明书

本发明属于光盘机的设计技术领域，特别涉及DVD播放机的光学头的结构设计。

数字多用途盘(Digital Versatile Disc-DVD)技术是现在正在发展的下一代多媒体技术，它将成为未来多媒体市场中的主流产品。但在当前视频数字光盘(Video Compact Disc-VCD)占市场主流的情况下，要求DVD能够兼容VCD。为做到这一点，首先要对光学头进行改进。目前国际上有MB Video、Mitsubishi、Sony、Philips和Thomson等公司提出了一些改进方案，常用的方案有如下几种：

(1)在播放机中安装两套光学头，一套用于DVD，另一套用于VCD。这种方案是DVD、VCD两套独立光学系统在DVD播放机中的简单组合，它易于实现，但使得播放机的体积及机构加大。

(2)将两个物镜安装到一个力矩器上，这种方案是Mitsubishi公司在其原有技术基础上提出的，它是通过力矩器的转动来实现物镜切换的(它同时利用这种转动实现道跟踪)。这一方案的缺点是力矩器惯性力较大，其动特性不好。

(3)利用全息光学元件实现单镜头双焦距，这种方案对镜头的加工工艺要求较高，实现起来有一定难度，而且这种方案光能利用率不高。

(4)利用液晶板做光栏来改变数值孔径，从而实现焦距的改变。这种方案同样存在光能利用率不高的问题。

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，设计出对VCD、DVD兼容的光学头，使其具有结构简单，便于实现，且光能利用率高之优点。

本发明设计的一种DVD、VCD兼容的双镜头光学头，包括半导体激光和由聚光镜、衍射光栅、偏振光分光镜、1／4波片构成的读／写光路，由偏振光分光镜、聚光镜、光电接收器构成的光信号接收转换单元，其特征在于所说的读／写光路中还包括一起安装在双轴力矩器上的DVD盘读出物镜和VDC盘读出物镜以及对该光路进行切换的光路切换机构。

本发明的特点是将两种不同数值孔径(NA_DVD=0．62，NA_VCD=0．38)的物镜安装在同一镜框及双轴力矩器上，物镜的前工作距相差0．60mm，而且分别对DVD、VCD两种盘片齐焦，光路的切换通过光束切换机构实现。本光学头的光路原理图如图1，包括半导体激光器1及与激光器发出的光束成准直依次排列的聚光镜2，衍射光栅3，偏振光分光镜4，1／4波长片5，光路切换机构9，安装在一起的DVD物镜6，VCD物镜8，与偏振分光镜4反射光束准直的聚光镜，光电接收器。

从图1中可以看出，本光路原理与一般DVD或VCD机光学读取机构的不同之处在于图中的光路切换机构和双物镜结构。它们是本方案中实现DVD和VCD兼容的核心部分。当盘片7为DVD盘时，光束切换机构将光束切换到NA=0．62的物镜6上，该物镜前工作距设为1，能用于读取DVD盘片信息。当盘片为VCD盘时，光束被切换到NA=0．38的物镜8上，该物镜前工作距为1+0．6mm，能用于读取VCD盘片信息。物镜6和物镜8固定在同一镜框及双轴力矩器上，它们可同时由力矩器控制在两个方向上运动，从而实现聚焦和光道跟踪。

本发明的光束切换机构有机械和光电两种方案。

第一种为平移反射镜法：

本方案中，光束切换机构是一个带驱动装置的反射镜，如图2。它通过移动反射镜来实现光束的切换。当使用NA=0．62的物镜时，反射镜位于位置1，此时光线通过反射镜到达DVD读出物镜6；使用NA=0．38的物镜时，反射镜平移6mm左右，位于位置2，此时光线通过反射镜到达VCD读出物镜8，位置1，位置2可由一定位卡来定位。

第二种为光学偏振分光法：

本方案原理是根据光的偏振方向确定光束的切换，如图3。

本方案通过控制1／2-全波可变波长片12来选择读出物镜。这种1／2-全波可变波长片是一种电光材料(例如液晶材料)，可以通过电场变化控制它在1／2波片或全波片间转换。本方案所用光束切换机构由偏振光分光镜91和反射镜92组成。